自锁紧固件制造技术

一种自锁紧固件，包括：一个螺柱；一个螺母组件，包含一个具有通孔的第一螺母和一个具有螺纹孔的第二螺母。第二螺母更靠近螺柱的上端处，可将工件安放于第一螺母与螺柱的下端之间。自锁紧固件还有将第一和第二螺母连在一起，在第二螺母拧紧时使两螺母一起转动的连接件以及在第二螺母拧松时将两螺母沿轴向挤开的楔状构件，楔状构件的倾斜角大于螺旋角，由此拧松第二螺母时，使螺纹挤紧，从而使第二螺母避免松动。第一螺母有一个跟工件贴合的下表面。楔状构件有多个贴合面，其间的摩擦系数要比下平面与工件之间的摩擦系数小。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到紧定的紧固件，尤其涉及到一种利用楔形作用使用楔紧成牵制紧固件，防止紧固件松脱。一种“自锁紧固件”有多种用途。这里使用的术语“自锁紧固件”指的是一种螺纹紧固件，这种紧固件具有一种比二个拧紧的螺纹件间的摩擦力能更好地防止一个螺纹件相对另一螺纹件产生不希望的脱松。使用自锁紧固件的许多场合中，还要求紧固件可以松动、取下、恢复原状而不毁坏紧固件。在现有技术中，已经有了满足上述要求的多种方案，它们均利用楔入作用使螺纹件间产生拧紧成干涉而防止产生不想要的螺纹件间的相对转动。在这类装置中，通常是由提供一个具有比螺旋角更大的角度的斜台面来产生螺纹的楔紧作用，这措施使得如螺母的松脱转动会在轴向产生比螺纹间允许的更多的移动。这种楔紧表面与紧固件螺纹间的共同作用已经通过使用斜台面的特种垫圈而付诸实施。这一现有技术也包括了在螺母的螺纹面上添加斜台面的方案。在垫圈上使用斜台面的情况在1890、5、20授权的Trimble等人的428183号专利，1954.1.12授权的Terry的2665729号专利及1966.8.2授权的Herpolsheimer的3263727号专利中均有介绍。在Trimble(428183)、Herpolsheimer(3263727号)专利中，传统的螺栓、螺母与一对特种垫圈配合使用，垫圈放在螺母与工件之间，而且垫圈为了断开的整体环状。在这两个专利中均公开了在靠内的垫圈表面上有与工件结合的齿，在靠外的垫圈表面上有与螺母结合的齿。齿提供了比两个垫圈的贴合表面更大的转动阻力。这种解决方案确保了螺母在脱松方向上的任何转动将会使楔面向产生相对转动并挤紧螺纹而提供防止松动的制动锁紧作用。在Trimble等人的专利中，在相对放置的一个垫圈面上配置有多个斜面，在另一个相对的垫圈上配置一个轴向突起来与斜台面配合。为了移动螺母，在Trimble等人的专利中，在一个垫圈的斜台面的终端开有一个可容纳突起的槽。这样就减少了两个垫圈的总厚度，因此螺母可以不楔紧螺纹而拧松。在Herpolsheimer专利中，相对的垫圈面上均配置有能相对结合的斜台面，在此专利中，通过施加给螺母一个足够大的拧紧力，而使两个垫圈的各自斜台面越过对方，螺母就可取下。螺栓由此而产生伸长量不超过其屈服点。而且还应注意，通过防止螺母转动并将螺栓沿拧松方向转动，就可不使垫圈引起螺纹楔紧就能将螺母取下。一种具有一个配置产生楔紧作用的斜台面的垫圈的自锁紧固件公开在Terry的1954.1.12授权的2665729号专利中。此制动紧固件利用一个传统的螺母、螺栓，并在螺母与工作之间配置一个开口垫圈，开口垫圈有一个对着斜台面搭接端部分。在垫圈对着工件的内面，靠近自由端处有锯齿状突起，在垫圈的外表面靠近自由端处也有与螺母靠接的锯齿形突起，垫圈内表面上的锯齿突起有插入工件的倾向，而防止垫圈转动。在其外表面上的锯齿突起有插入螺母的倾向，因而在拧紧期间，有随螺母移动的倾向，从而使垫圈沿圆周方向伸展，使在搭接部分的垫圈厚度减到最小值。Terry把这种作用说成是由垫圈张紧的结果，因此由于在垫圈内形成的张力迫使搭接端有相互靠拢的趋向。而且这种张紧力迫使垫圈的自由端相互靠近。从而使这相对的斜台面产生使螺纹楔紧的挤紧作用而防止了松动。Terry的这一专利介绍了一种限制锁紧作用并通过在松脱方向转动螺母而可将螺母取下的方案。在这个方案中，为了在螺母松脱方向拧动时减少垫圈在其自由端处的厚度，在每个斜台上设置一个与另一个斜台的自由端附近毗连的突肩。于1987.11.24授权的Ferry 4708555号专利公开了一种利用具有类似于上述Terry专利的相对表面的开口垫圈的自锁紧固件，此专利还公开了一对具有相对斜台面的垫圈。Ferry的后一个专利介绍了一种弹性构件的使用，这种构件用于可屈服性地阻碍相对的斜台面在拧紧方向上移动的能量，并以此楔紧螺纹而防止螺母松脱。在Terry的专利中描述了与工件接触的那个垫圈的内表面配置有多个锯齿，在与螺母接触的那个垫圈外表面上也配置多个锯齿。这些现有技术还包括一个楔型的自锁紧固件，在这个紧固件中，螺母有斜面，螺母又与一个特种垫圈配合使用。这样的制动紧固件公开在以上提到的Herpolsheimer的3263727号专利和Terry的4708555专利中。在Herpolsheimer专利中公开了一个有斜台面的螺栓头，这斜台面与特种垫圈上的相对斜台面接触。垫圈上配置有与工件接合以便在沿松开方向转动时，防止垫圈随螺栓头转动的多个齿。通过施加一个足以超越斜台面的力矩，螺栓就可以拧下。斜台面直径的大小应使所施加的力不超出螺栓的弹性极限。在Terry的4708555号专利中公开了一种具有配置斜台面的螺母的螺栓，此斜台面与一个特种垫圈的相应的斜台面彼此相对。在Terry这个专利中，通过同时在松脱方向拧动螺母和垫圈可避免楔紧螺纹的楔紧作用，而将螺母拧下。许多场合使用的螺纹紧固件均要求这种紧固件能产生一定的张力。众所周知，一定张紧力的作用在于确保有予期的抓紧力能加在工件上，并确立起可防止螺纹紧固件产生不希望的松脱的摩擦阻力。在螺纹紧固装置中得到予期的抓紧力的普通作法，是确定在拧紧的紧固件上施加的力矩的大小。取决于施加的力矩与所产生的紧固件张力之间关系的这一作法在许多场合中是可接受的。然而，大家都知道，力矩和张力之间的关系会因情况不同而发生相当大的变化。所施加的力矩会为摩擦力吸收，对紧固件的拧紧的摩擦阻力不仅包括螺纹间的摩擦阻力，而且还包括紧固件如螺母，工件表面等彼此贴合表面之间的摩擦力。在标准的螺纹紧固件中，转矩/张力之间的关系大改近似和可重复的，作为一个实际的情景还取决于使用目的。然而挤紧作用型的现有技术自锁紧固件均不能以一个合理的、可再现的转矩/张力关系来计算，由于螺母上或垫圈与工件贴合表面上的齿状面缘故，如上所述，这一特点要在设计紧固件时加以考虑，加大对转动的阻力，由此能使挤紧螺纹，而不使螺纹松动，这种现有结构导致下列两个确定的事实1)由于一大部分施加力矩为挤紧工件表面的齿状物产生迴转阻力所吸收，从而大大地减少了给定转矩在紧固件中产生的张力;2)加齿的螺母或垫圈的转动要引起摩擦并毁伤工件表面。因此在第一种情形中，转矩/张力关系是不能予先确定的，因此经常导致在紧固件中的张力较小而不能适应防止紧固件松脱的需要。并且还使工件所要求的加载力不能达到。在拆卸和安装紧固件时，由于毁伤作用而使贴合表面进一步发生更迭，使力矩与张力间关系发生变化。而且，这种毁伤作用会使螺栓孔周围区域内的应力升高而削弱这一区域的强度。本专利技术总目的就是给挤紧型自锁紧固螺纹件配备一种克服现有技术诸多缺点改进的锁紧螺母。本专利技术的楔紧作用型自锁螺纹紧固件不需要用齿状表面与工件贴合。本专利技术提供的楔紧作用型自锁螺纹紧固件具有再现性的转矩/张力关系，而且有很大百分比例的施加力矩用于在紧固件中产生张力。在本专利技术提供的楔紧作用型自锁紧固件中，紧固件载荷还分布在比现有技术能够达到的更多的螺纹表面上。在使用自锁螺纹紧固件时，本专利技术还包括有一个锁紧的螺母组件，这种型式的紧固件由一个如螺钉、螺栓一类的螺栓及一个螺母组件组成。锁紧母组件由一个带有螺纹的螺母，一个无螺纹的螺母组成。有一个构件拧紧带螺纹螺母时使这本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于自锁螺纹紧固件中的螺母组件，这种紧固件具有：ａ）一个在拧紧方向上从上端向下端沿轴向延伸的螺纹的螺柱；ｂ）一个螺母组件，具有一与螺柱呈间隙配合的通孔的第一螺母组件；一个与螺柱上螺纹连接的螺纹孔的第二螺母组件。第二螺母组件放置在比第一螺母组件更靠近螺柱的上端处，由此而可将工件安放于第一螺母组件与螺柱的下端之间；螺母组件还有将第一和第二螺母组件连在一起，在第二螺纹组件沿拧紧方向转动时使两个螺母组件一起转动的连接件及在第二螺母沿拧松方向转动时，将两个螺母组件沿轴向挤开的楔状构件，楔状构件的倾斜角大于螺旋角，由此而在沿拧松方向转动第二螺母组件时，使螺纹挤紧，从而使第二螺母组件避免松动；此螺母组件的改进方面如下：第一螺母组件有一个用于跟工件贴合的下表面；楔状构件有多个贴合面，贴合面间的摩擦系数要比下平面与工件之间的摩擦系数小。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：保罗爱德华尤因，
申请(专利权)人：保罗爱德华尤因，
类型：发明
国别省市：US[美国]